Die Tonleiter des LichtsSeite 2/2

Der Erfindungsreichtum von Hänsch und Hall, die schon lange gute Freunde sind, lässt sich vielleicht am besten an dem von ihnen entwickelten »Frequenzkamm« verdeutlichen. Lange Zeit nämlich ließen sich die Frequenzen einzelner Laser (die wir als Farbe wahrnehmen) nur indirekt über ihre Wellenlänge messen. Diese Methode aber war für moderne Anforderungen allzu ungenau. Da gilt es schließlich, Frequenzen von einer Billiarde Schwingungen pro Sekunde zu bestimmen.

Die Lösung von Hänsch und Hall: eine Art »Übersetzungsgetriebe« für das Licht zu konstruieren. Dazu bauten sie einen Referenzlaser, in dem ein Lichtpuls durch vier Spiegel wie in einem Käfig gefangen ist und eine Milliarde Mal pro Sekunde hin- und hergeworfen wird. Dabei ist einer der Spiegel etwas transparent. Dank trickreicher Regulierung lässt es sich so einrichten, dass nach jeder millionsten Schwingung der Laserfrequenz ein Lichtpuls nach außen entwischt. Dieser ist also mit der tatsächlichen Frequenz des Lasers wie in einem Getriebe verzahnt: Das hochtourige Geschehen im Inneren lässt sich außerhalb bequem in einer millionenfachen Untersetzung mitzählen.

Mit weiteren Kniffen erreichte Hänsch, dass der Laser nicht nur Licht einer Frequenz ausstrahlt, sondern Hunderttausende Farben auf einmal – eine Art Tonleiter des Lichts. Wollte man diesen Farben wie auf einem Klavier einzelne Tasten zuordnen, lägen diese so dicht nebeneinander wie die Zähne eines Läusekamms. Daher wurde die Apparatur Frequenzkamm getauft.

Hänsch beließ es allerdings nicht bei der Grundlagenforschung. In der Start-up-Firma Menlo Systems versucht er, seine Entwicklung auch zu vermarkten. Die schuhkartongroße Apparatur ist nicht nur wesentlich kleiner als frühere Frequenzmesssysteme, die den Raum einer Fabrikhalle einnahmen, sondern mit 270000 Euro auch erheblich billiger. Der Frequenzkamm dürfte entscheidend dazu beitragen, noch präzisere Atomuhren zu bauen, die Satellitennavigation zu verbessern oder die Datenübertragungsrate in Glasfasernetzen zu steigern.

Der kommerzielle Erfolg ist für Hänsch allerdings eher ein – wenn auch willkommener – Nebeneffekt. Hätte er mit der Wissenschaft hauptsächlich Geld verdienen wollen, wäre der Physiker, der nach seiner Promotion an der Universität Heidelberg 16 Jahre lang an der Stanford-Universität forschte, wohl in den USA geblieben. Geld aber sei ihm nicht so wichtig, bekannte Hänsch einmal, ganz idealistischer Wissenschaftler. Deshalb sei er auch nach Deutschland zurückgekehrt. Hier sei das Klima für die Grundlagenforschung besser. Wenn er in drei Wochen wieder in der Heimat landet, wird Theodor Hänsch vermutlich noch viel Gelegenheit haben, diese These näher auszuführen.